中试控股技术研究院鲁工为您讲解：110kV电缆预防性试验设备（电科院推荐）

ZSBP-54KVA/54KV变频串联谐振成套试验装置

10kV/300mm2的电缆，长度1km，电容量≤0.378uF试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。
35kV/300mm2的电缆，长度0.5km，电容量≤0.01uF试验频率为30-300Hz,试验电压52kV。

参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

变频串联谐振耐压试验装置：ZSBP系列变频串联谐振耐压试验装置，中试控股采用调节电源频率的方式，使得电抗器与被试电容器实现谐振，从而在被试品上获得高电压大电流，因其所需电源功率小、设备重量轻体积小在国内外得到了广泛应用，是当前高电压试验的新方法和潮流。

交流耐压试验是电力设备绝缘强度有效和直接的方法，是电力预防性试验的一项重要内容。 此外，由于交流耐压试验电压一般比运行电压高，因此通过试验后，设备有较大的安全裕度，因此交流耐压试验是电力设备安全运行的一种重要手段。一般变频串联谐振试验装置来进行交流耐压试验。  
试验电压的确定交流耐压试验中，关键的问题就是正确选择试验电压的数值，一方面要求能保证绝缘水平，另一方面要考虑因试验电压过高而引起的绝缘劣化。

ZSBP-54KVA/54KV变频串联谐振成套试验装置系统配置及具体参数
1、变频控制电源6KW                1台
a) 变频控制电源采用高压耐压试验专用变频电源,采用一体化设计,控制电源本体具备调频、调压、控制、保护等功能。
b) 额定输出容量:  6KW
c) 工作电源:      交流220V、50Hz 。
d) 输出电压:      0～250V可调。
e) 输出电压不稳定度≤0.05%
f) 最大输出电流:  24A
g) 输出波形:正弦波,      波形畸变率:≤0.5%
h) 频率调节范围:  30～300Hz
频率调节分辨率: 0.001 Hz
i) 连续运行时间: 大于1小时
j) 噪声水平:≤ 60dB

在通过串联谐振试验找到谐振点并升压到试验电压时，如果出现试品耐压不合格或者现场环境没发生大的变化等现象，试验是不会产生过电压保护或者其他故障。但是由于电网电压不是恒定的，电源输入电压是波动的，那么高压输出也是具有一定的波动性，此种情况可能会造成电压波峰出现过电压保护。如果出现电源电压波动，可以调整仪器的过电压保护，提高过电压保护设置，我们一般要求过电压保护设置到电压保护的1.1倍，此时设置到1.2倍基本没有问题。 
以上为较简单的问题，但是由于电压波动造成的过电压在设置好过电压保护的情况下是很难出现的。一般变频串联谐振试验装置的过电压都会出现在仪器的扫频阶段，也就是找到谐振点的过程中。使用过的人员都知道，变频串联谐振试验装置找谐振点的过程中，其电压与频率的呈现抛物线一样。系统默认找到高电压，也就是抛物线的顶点作为谐振点。由于谐振原理中理论可以将低压电压谐振到80倍（由于品质因数等关系一般不超过30倍），变频串联谐振试验装置扫频时需要的电压一般为20-50V，通过激励变后的电压一般为几百伏。通过以上原理我们发现，如果我们需要的试品试验电压小于系统谐振时谐振点时的电压，系统可能在自动寻找谐振点时就出现过电压保护，此时整个变频串联谐振试验装置是无法及时耐压，试验也是无法完成的。 

检验

1、变频电源

1）绝缘电阻测试

2）耐压试验：2000V，1分钟

3）负载试验：在满负荷下，各器件的温升不大于45K 。

2、励磁变压器

1）直流电阻测量

  2）变比测量

  3）空载电流及空载损耗

  4）短路阻抗和负载损耗

  5）绝缘电阻测试

  6）温升试验：额定容量下运行60min,温升不大于65K

 3、电抗器试验

1）直流电阻测量

2）电感量测量

3）交流耐压试验

温升试验：额定容量下运行60min,温升不大于65K

4、中试控股成套装置试验

（1）耐压试验：1.1额定电压下，耐压1min；

（2）短路试验：电压为0.5U，0.8U，1.0U的条件下，将高压输出突发短路3次，保护装置可靠动作，各单元完好。

（3）噪音小于60dB；

结构： 采用干式结构,绝缘耐热等级H级,满足干式变压器国家规范要求；高﹑低压绕组间和铁芯设静电屏蔽,既作为励磁变,又是隔离变；内置过电压保护,防止击穿反击。

采用了调节电源的频率的方式使得电抗器与被试电容器实现谐振，在被试品上获得高电压大电流，是当前高电压试验的一种新的方法和潮流，在国内外已经得到广泛的应用。
采用了专用的SPWM数字式波形发生芯片，频率分辨率16位，在20~300Hz时频率细度可达0.1Hz；采用了正交非同步固定式载波调制方式，确保在整个频率区间内输出波形良好；功率部分采用了先进的IPM模块，在小重量下确保仪器稳定和安全。

中试控股电力讲解变压器一旦承受近距离出口短路，不管是否引起跳闸，都要针对短路故障性质、短路电流大小，短路点距出口距离远近，继电保护及自动装置动作情况、油色谱分析等进行综合分析，判断绕组是否变形、绝缘是否损坏，以确定变压器能否继续运行。对跳闸的变压器还要测量其绕组直流电阻、绕组变形、空载损耗，以判定损坏程度，确定是否可以继续运行，制定修复方案，通常采用的判断方法有:

（1）变压器外观检查，如外壳有无明显凹凸箱体焊缝是否渗漏油，检查压力释放装置动作情况，气体继电器是否动作或发出信号、是否集有可燃性气体。对仍在运行的变压器要注意辨别发出的声音是否为连续、均匀，轻微的“嗡嗡”声，若声音不均匀或有特殊声音，则需要进一步处理。

（2）对变压器油样进行油气相色谱分析，通过对油中溶解气体成分及含量的分析，根据不同的成分（如局部放电时会有乙炔、氢气，较高温度过热时总会有乙烯）及含量可判断变压器存在的潜伏性故障及性质。

（3）进行全面电气试验，排除绕组绝缘损坏的可能变压器绕组的直流电阻三相数值基本平衡，测量直流电阻可以方便有效地考核绕组纵绝缘和回路的连接情况，能发现出口短路引起的匝（饼）间短路、绕组断股等故障，可判断变压器是否遭受了严重的冲击破坏，因此直流电阻测量是发现绕组是否损坏的最有效手段。

（4）进行绕组的介质损耗和电容量测量，当变压器发生局部机械变形时，其绕组间以及对铁芯和外壳的相对位置会发生变化，其电容量也将随之变化，虽然DL/T5961996《电力设备预防性试验规程》从绝缘的角度对介质损耗值做了规定，但严重的绕组变形会引起电容量的明显变化，所以，在检查承受短路冲击后的变压器是否发生绕组变形时，被测电容值与历史数据比较也非常重要，当变化值超过10％时需要引起注意。

（5）进行变压器绕组变形试验测量，以判定电力变压器绕组是否变形。若试验时发现频响特性曲线的相关系数小于0.6，应立即退出运行。

（6）低电压短路阻抗试验:短路阻抗法是判断变压器绕组变形的传统方法，该试验方法相对简单，对试验设备要求低，有出厂和历次试验数据相比较，现场实施非常简便，但其灵敏度低于频率响应法，适用于变形比较严重的绕组。当绕组的三相短路阻抗值差超过3％时，应引起注意。

（7）空载损耗和空载电流试验:变压器经受出口短路电流冲击，当出现线圈匝间短路或涉及铁芯绝缘时，会引起变压器的励磁电流增加和空载损耗增大，与历次试验数据比较，空载损耗增加10％时就应引起注意

（8）继电保护及自动装置的动作情况检查:变压器经受出口短路电流冲击而跳闸，一般是通过差动保护、过电流保护和气体保护发出动作指令，要注意记录故障电流的大小、故障切除时间，检查保护装置的动作行为是否符合整定值要求。

（9）变压器经出口短路后，可进行试验项目通常有绝缘电阻测量、变压比试验、油或纸绝缘材料的分析化验等，所有试验项目应严格执行DL/T5961996《电力设备预防性试验规程》的相关标准，发现试验结果异常要引起注意。在通过串联谐振试验找到谐振点并升压到试验电压时，如果出现试品耐压不合格或者现场环境没发生大的变化等现象，试验是不会产生过电压保护或者其他故障。但是由于电网电压不是恒定的，电源输入电压是波动的，那么高压输出也是具有一定的波动性，此种情况可能会造成电压波峰出现过电压保护。如果出现电源电压波动，可以调整仪器的过电压保护，提高过电压保护设置，我们一般要求过电压保护设置到电压保护的1.1倍，此时设置到1.2倍基本没有问题。

 

       以上为较简单的问题，但是由于电压波动造成的过电压在设置好过电压保护的情况下是很难出现的。一般变频串联谐振试验装置的过电压都会出现在仪器的扫频阶段，也就是找到谐振点的过程中。使用过的人员都知道，变频串联谐振试验装置找谐振点的过程中，其电压与频率的呈现抛物线一样。系统默认找到高电压，也就是抛物线的顶点作为谐振点。由于谐振原理中理论可以将低压电压谐振到80倍（由于品质因数等关系一般不超过30倍），变频串联谐振试验装置扫频时需要的电压一般为20-50V，通过激励变后的电压一般为几百伏。通过以上原理我们发现，如果我们需要的试品试验电压小于系统谐振时谐振点时的电压，系统可能在自动寻找谐振点时就出现过电压保护，此时整个变频串联谐振试验装置是无法及时耐压，试验也是无法完成的。

 

       而解决此问题的办法也相对比较麻烦，变频串联谐振试验装置不是产生不了试验电压，而是谐振电压高于试验电压，而我们知道系统默认谐振电压是抛物线的顶点，也就是说在抛物线上升到顶点或者顶点下降的过程中，都会有一个点和试验电压点是一致的。我们只需要通过试验变频串联谐振的手动试验，采用手动找频找到和使用电压一致的频率点再耐压就可以完美解决寻找谐振点过程中的过电压问题。

变频串联谐振试验装置发生谐振时，由于感抗和容抗相等，所以电感和电容两端的电压有效值相等，即：UL=UC。又由于其相位相反，因此这两个电压是相互抵消的。在电容或电感的电压有效值为：UL=UC=XLI0=ω0LIO=ω0LU/R。式中ω0L/R称为谐振电路的品质因数，它代表电压比。即UC/U或UL/U。  

       品质因数是衡量谐振电路特性的一个重要参数。如电路中电抗越大，电阻越小，则品质因数越高。因此电容或电感上的电压值将比外加电压大的多。一般电感、电容谐振电路的品质因数可达几十甚至几百。所以变频串联谐振试验装置又叫电压谐振。在电力系统中，串联谐振试验装置将会产生高出电网额定电压数倍的过电压，对电力设备的安全造成很大危害。

      变频串联谐振试验装置用好对电力等部门的作用是非常巨大的，但如果应用不当造成的危害也是非常大的，因此我们一定要在使用此装置前了解其正确的使用方法。

    串联谐振试验装置主要由变频控制器，励磁变压器，高压电抗器，高压分压器等组成。变频串联谐振试验过程中，励磁变的容量应大于有功功率P，并在励磁变最低输出电压满足试验要求的前提下尽量降低励磁变的变比，从而相应减小励磁变原边的输入电流。由于被试电缆的电容量较大，若在试验时试品击穿或发生高压引线对地放电，在电缆的接地端处，试验接地线和控制箱外壳等处，可能会产生暂态过电压。本设备已在控制箱和主要部件内，采取多重暂态过电压保护措施，能保证设备的正常工作。